基坑逆作法施
一、背景
隨著中國城市建設的跨越式發(fā)展,大規(guī)模的高層建筑地基基礎與地下室、大型地下商場、地下停車場、地下車站、地下交通樞紐、地下變電站等的建設中都面臨的深基坑工程的問題。由于工程地質和水文地質的復雜多變、環(huán)境保護要求越來越高、基坑工程規(guī)模向超大面積和大深度方向發(fā)展、工期進度及資源節(jié)約等開發(fā)條件要求日益復雜。與傳統(tǒng)的深基坑施工方法相比,逆作法具有保護環(huán)境、節(jié)約社會資源、縮短建設周期等諸多優(yōu)點,它克服了常規(guī)臨時支護存在的諸多不足之處,是進行可持續(xù)發(fā)展的城市地下空間開發(fā)和建設節(jié)約型社會的有效技術手段。
二、概念
逆作法施工是等圍護結構及工程樁完成以后,并不是進行大開挖,而是直接施工地下結構的頂板或者開挖一定深度再進行地下結構的頂板、中間柱的施工,然后再依次逐層向下進行地面以下各層的挖土,并交錯進行各層樓板的施工,每次均完成本層樓板施工后才進行下層土方的開挖。上部結構的施工可以在地下結構完工后進行,也可以在下部結構施工的同時從地面向上進行,上部結構施工的時間和規(guī)??梢酝ㄟ^整體結構的施工工況計算(特別是計算地下結構以及基礎受力)來確定。三、逆作法的分類
逆作法按不同分類方法有不同類型,一般按照上部建筑與地下室是否同步施工,分成以下幾類:
(1)全逆作法按照地下結構從上至下的工序先澆筑樓板,再開挖該層樓板下的土體,然后澆筑下一層的樓板,開挖下一層樓板下的土體,這樣一直施工至底板澆筑完成。在地下結構施工同步進行上部結構施工。上部結構施工層數(shù),則根據(jù)樁基的布置和承載力、地下結構狀況、上部建筑荷載等確定。
(2)半逆作法地下結構與全逆作法相同,按上至下的工序逐層施工,待地下結構完成后再施工上部主體結構。在軟土地區(qū)因樁的承載力較小,往往采用這種施工方法。
四、逆作法施工的特點及適用性
逆作法的基本特點體現(xiàn)在三個結合上:1、水平結構構件與基坑支撐相結合,俗稱“以板代撐”;2、豎向結構與立柱樁相結合,俗稱“一柱一樁”;3、地下室外墻與圍護墻體相結合,俗稱“兩墻合一”。逆作法的基本施工方法是在完成樁墻工程后,進行地面層結構施工,再同步往上往下進行上部結構與地下結構施工。
受多種因素影響,逆作法施工常用于以下幾種情況:1、周邊環(huán)境復雜、周邊保護要求極高、文明施工要求高;2、工期要求緊;3、地下室層數(shù)多,基坑較深;4、周邊場地緊缺、支撐布置困難、距建筑紅線距離極近;5、成本控制嚴格。
五、逆作法基坑施工與常規(guī)基坑施工相比,有著諸多顯著優(yōu)勢:
1、縮短了結構施工總工期。傳統(tǒng)基坑施工方法施工工序是水平交接,而且工序多(包括臨時支撐的安裝與拆除);而逆作法基坑施工上下部結構平行搭接,且工序少,沒有了臨時支撐、換撐、拆撐?;釉缴睿s短的總工期越顯著。
2、降低工程能耗,節(jié)約了資源。逆作法與常規(guī)基坑施工相比,采用的是以樁代柱、以板代撐、以圍護代墻,從而省去了大量臨時結構,節(jié)約了大量的物資和人力資源。
3、保護了環(huán)境。較順作法相比,逆作法樓板支撐剛度大,而且是一次變形(無拆撐變形),變形小,對周邊環(huán)境變形的可控性強。廖創(chuàng)興金融中心大廈開挖深度28.4米,基坑變形僅21毫米,這在一般順作法基坑很難達到。此外,逆作法的技術特點滿足了封閉施工的原則,減少了施工噪音和揚塵污染,同時也減少了施工造成的城市環(huán)境污染。
4、現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境更為合理。逆作法可以利用頂板優(yōu)先施工的有利條件,進行施工場地的有序布置,解決狹小場地施工安排問題,滿足文明施工的要求,此外,下部基坑施工在相對比較封閉的環(huán)境中進行,施工受氣候影響小。
5、增加了地下空間利用率。與常規(guī)基坑開挖相比,逆作法施工對周邊環(huán)境影響極小,便于從設計上增加地下空間開發(fā)面積、層數(shù),而不需要大幅增加圍護成本,尤其適用于已開發(fā)成熟的市中心區(qū)域。
逆作法與順作法對比情況表